面源污染负荷的形成及优化措施

面源污染是流域面积范围上高度离散排放污染物的污染源所形成的污染。其中最多、最主要的是在降雨径流的淋洗和冲刷作用下，大气、地面和地下分布的各种各样的污染物，被带入江河、湖泊等水体而造成的污染，因此，常称降雨径流污染为面源污染。如图3-1所示，降雨径流污染是一个相当复杂的过程：首先，降雨期间雨滴淋洗大气中的飘浮物，从而使降水含有一定的杂质。不过，一般都很少，不致污染水资源。但在燃煤企业特别集中的地区，也可能产生严重污染，如酸雨。降雨落到地面后，若为透水区，如裸地、荒坡、草地、森林、农田等，雨滴较大时，溅击土壤，使之剥离、分散，然后在地面径流淋溶、冲刷下，吸附在泥沙颗粒上的和溶于水中的污染物随径流进入江河、湖泊；入渗的雨水，在渗流过程中不断溶解沿途介质中的污染成分，同地下径流一起以溶解态的形式注入江河。若在不透水区，如混凝土路面、街道、屋顶等，雨水仅产生地面径流，冲刷和淋溶雨前堆积在地面的污染物，以吸附态、溶解态的形式流入江河湖海。可见，降雨径流污染负荷的形成可分为3个子过程：①降雨径流过程，这既是淋溶、冲刷污染物的动力，又是水污染物质的载体；②产沙输沙过程，流失的泥沙除本身就是一种很重要的污染物外，同时还对其他污染物有强烈的吸附作用，使之随泥沙迁移，近些年来许多实验表明，约有98%的养分（氮、磷等）是随泥沙流失的；③污染物随水流运动中的迁移转化过程，例如污染物随泥沙的沉浮，BOD降解，氮、磷被藻类吸收。以上3个子过程相互影响、相互作用，最终形成流域出口或某一断面的径流过程和污染物负荷过程。显见，面源污染负荷计算远比点源复杂得多。其主要特点是污染物分布范围广、种类多，如氮、磷、农药、有机物、重金属、病菌、病毒和寄生虫等，分散在整个流域上；再是具有明显的随机性和间歇性，大的污染负荷主要发生在暴雨径流期间，量大、集中，枯水期则很小；另外是监测、控制和处理都比较困难。近些年来的大量研究表明，面源污染是一个很大的污染源，数量上大体与点源相当，是引起湖泊、港湾等富营养化的重要原因。

图3-1　降雨径流污染形成示意图

根据降雨径流污染形成的特点，面源污染负荷预测一般按下述步骤进行。(www.xing528.com)

（1）将研究区域按地形、地貌、土壤和土地利用情况划分为若干类型的单元区。

（2）对每种类型选择代表小区，开展一定时间（至少一个水文年）的降雨径流污染试验。

（3）根据试验资料建立代表小区的降雨径流污染负荷计算模型。

（4）将建立的各代表小区的计算模型应用于相应类型的单元区，计算研究区域的面源污染负荷。